一种改性涤纶纤维制造技术

本发明专利技术公开了一种改性涤纶纤维，所述改性涤纶纤维的涤纶纤维内部和外部存在石墨烯片层；所述涤纶纤维制品包括涤纶纤维、涤纶纱线和涤纶织物。本发明专利技术同时在涤纶纤维内部和外部附着或填加石墨烯，增加了石墨烯存在的均匀性和牢固性；本发明专利技术通过添加石墨烯和/或生物质石墨烯提高了涤纶纤维的导电性能；添加氧化石墨烯和/或生物质石墨烯进一步增强了涤纶纤维的远红外性能，能够有效的将石墨烯填加至涤纶纤维内部，同时在涤纶纤维外部包覆石墨烯片层，通过涤纶纤维制品浸渍石墨烯溶液实现石墨烯在涤纶纤维上的均匀分布。

A modified polyester fiber

The invention discloses a modified polyester fiber, and there are graphene lamellae inside and outside the polyester fiber of the modified polyester fiber, and the polyester fiber products comprise polyester fiber, polyester yarn and polyester fabric. \u672c\u53d1\u660e\u540c\u65f6\u5728\u6da4\u7eb6\u7ea4\u7ef4\u5185\u90e8\u548c\u5916\u90e8\u9644\u7740\u6216\u586b\u52a0\u77f3\u58a8\u70ef\uff0c\u589e\u52a0\u4e86\u77f3\u58a8\u70ef\u5b58\u5728\u7684\u5747\u5300\u6027\u548c\u7262\u56fa\u6027\uff1b\u672c\u53d1\u660e\u901a\u8fc7\u6dfb\u52a0\u77f3\u58a8\u70ef\u548c/\u6216\u751f\u7269\u8d28\u77f3\u58a8\u70ef\u63d0\u9ad8\u4e86\u6da4\u7eb6\u7ea4\u7ef4\u7684\u5bfc\u7535\u6027\u80fd\uff1b\u6dfb\u52a0\u6c27\u5316\u77f3\u58a8\u70ef\u548c/\u6216\u751f\u7269\u8d28\u77f3\u58a8\u70ef\u8fdb\u4e00\u6b65\u589e\u5f3a\u4e86\u6da4\u7eb6\u7ea4\u7ef4\u7684\u8fdc\u7ea2\u5916\u6027\u80fd\uff0c\u80fd\u591f\u6709\u6548\u7684\u5c06\u77f3\u58a8\u70ef\u586b\u52a0\u81f3\u6da4\u7eb6\u7ea4\u7ef4\u5185\u90e8\uff0c\u540c\u65f6\u5728\u6da4\u7eb6\u7ea4\u7ef4\u5916\u90e8\u5305\u8986\u77f3\u58a8\u70ef\u7247\u5c42\uff0c\u901a\u8fc7\u6da4\u7eb6\u7ea4\u7ef4\u5236\u54c1\u6d78\u6e0d\u77f3\u58a8\u70ef\u6eb6\u6db2\u5b9e\u73b0\u77f3\u58a8\u70ef\u5728\u6da4\u7eb6\u7ea4\u7ef4\u4e0a\u7684\u5747\u5300\u5206\u5e03\u3002

【技术实现步骤摘要】
一种改性涤纶纤维
本专利技术属于纤维制品制备领域，具体涉及一种改性涤纶纤维。
技术介绍
导电纤维的研制始于20世纪60年代，导电纤维通常是指在标准环境下(温度20℃，湿度65％)，比电阻低于107Ω·cm。其发展历程大致包括4个阶段：金属纤维、碳纤维及含碳黑复合聚合物的复合型导电纤维，含有金属盐的导电纤维，导电高聚物导电纤维。虽然导电纤维得到了长足的发展，但也存在着一定的问题，如由金属导电纤维和镀金属导电纤维制成的织物手感粗糙，舒适性较差，导电聚合物工艺较复杂，污染严重。再者，通过涂覆或者简单的浸渍工艺制备的纤维制品石墨烯的复合牢固度不够强，洗涤多次后便失去附加的功能。因此，开发新的制备导电纤维的新方法具有重要意义和实际应用前景。涤纶是合成纤维中的一个重要品种，是以精对苯二甲酸(PTA)或对苯二甲酸二甲酯(DMT)和乙二醇(EG)为原料经酯化或酯交换和缩聚反应而制得的成纤高聚物——聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，经纺丝和后处理制成的纤维。石墨烯是一种由单层sp2杂化碳原子组成的蜂窝状结构的二维材料，具有许多优异的性能(高强、高导热、高导电、高轻质)，同时也拥有大π共轭体系。自从2004年被发现起，石墨烯就成为了科学界的一大研究热点。在对石墨烯的物理化学性质进行研究的同时，与石墨烯相关的复合材料层出不穷。现有技术将石墨烯与纺织纤维复合，期望能够获得具有导电性和远红外等功能性纤维性纤维的同时，进一步保障石墨烯的附着牢固度，使其功能不因水洗次数的增多而大幅度衰减。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种改性涤纶纤维，解决了现有技术中的缺陷。本专利技术解决技术问题采用如下技术方案：一种改性涤纶纤维，所述改性涤纶纤维的涤纶纤维内部和外部存在石墨烯片层；所述涤纶纤维制品包括涤纶纤维、涤纶纱线和涤纶织物。本专利技术通过在涤纶纤维内部和外部同时设置石墨烯片层，能够提高石墨烯片层在涤纶纤维上的牢固性，同时提高石墨烯在涤纶纤维径向的分部均匀性。示例性地，本专利技术所述包含改性涤纶纱线由所述改性涤纶纤维单纺，混纺或与未改性涤纶纤维混纺得到。所述包含改性涤纶纤维的织物由所述改性涤纶纤维，所述包含改性涤纶纤维的纱线制成。优选地，本专利技术所述改性涤纶纤维中，存在于所述改性涤纶纤维外部的石墨烯片层多于存在于改性涤纶纤维内部的石墨烯片层。所述改性涤纶纤维外部具有较多的石墨烯片层，在改性涤纶纤维的外部能够搭接在一起，更好的提高所述改性涤纶纤维的导电性。纤维是有大分子材料聚集得到的，大分子有规律的相互整齐稳定的排列成具有高度的几何规整性，成为结晶结构或结晶态。纤维大分子有规律的整齐排列的区域成为结晶区；在结晶区大分子链段排列规整，结构紧密，缝隙和孔洞较少，分子间结合力强。纤维大分子无规律地紊乱排列的区域为非结晶区，在非结晶区，大分子链段排列混乱，无规则，结构松散，有较多的缝隙和孔洞，相互结合力小。优选地，所述改性涤纶纤维中石墨烯片层的总质量为改性涤纶纤维总质量的0.5～3wt％。石墨烯片层含量不宜过多，过多容易导致纤维强度降低，资源浪费。在本专利技术中，所述改性涤纶纤维内部包括纤维的结晶区、非结晶区、以及结晶区与非结晶区之间的间隙。本专利技术所述间隙、空隙、孔洞可以相互替换，代表纤维内部的空隙。优选地，所述改性涤纶纤维内部结晶区存在石墨烯片层，同时所述改性涤纶纤维外部存在石墨烯片层。优选地，所述石墨烯片层的粒径≤20μm，例如0.2μm、0.5μm、1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、12μm、14μm、16μm、18μm、19μm等。优选地，所述改性涤纶纤维内部存在的石墨烯片层的粒径小于1μm，例如0.05μm、0.1μm、0.2μm、0.3μm、0.4μm、0.5μm、0.6μm、0.7μm、0.8μm、0.9μm等。优选地，所述改性涤纶纤维外部存在的石墨烯片层的粒径为1～20μm，例如1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、12μm、14μm、16μm、18μm、19μm等。优选地，所述改性涤纶纤维中涤纶纤维的比电阻≤1×105Ω·cm，例如1×104Ω·cm、4×104Ω·cm、7×104Ω·cm、9×104Ω·cm、1×103Ω·cm、5×103Ω·cm、8×103Ω·cm、1×102Ω·cm、1×10Ω·cm等。优选地，当所述石墨烯片层为氧化石墨烯和/或生物质石墨烯时，所述改性涤纶纤维制品水洗50次之后，其远红外法向发射率不低于0.85，例如不低于0.87，不低于0.88，不低于0.90。为了进一步提高所述改性涤纶纤维的强度和石墨烯片层的牢固性，所述的改性涤纶纤维制品中含有纳米纤维素。适量的纳米纤维素的加入能够提高将石墨烯片层缠绕在所述涤纶纤维上，且纳米纤维素的缠绕能够提高所述改性涤纶纤维的强度。优选地，所述改性涤纶纤维的改性纤维中复合有纳米纤维素。优选地，所述纳米纤维素缠绕在所述改性涤纶纤维的内部和/或外部。具体指，纳米纤维素通过高的长径比和小的直径，将外部石墨烯片层与纤维内部结晶区或纤维内部石墨烯片层进行捆绑或者搭接，使得外部石墨烯片层不易脱落。本专利技术目的之二是提供一种如目的之一所述的改性纤维制品的制备方法，所述方法包括将未改性的涤纶纤维制品在石墨烯片层分散液中浸渍，之后经过冷却、干燥，得到处理后的涤纶纤维制品；其中，所述浸渍的温度为大于涤纶的玻璃化温度且小于涤纶的黏流温度，优选85～120℃。将未改性的涤纶纤维制品浸渍在大于涤纶的玻璃化温度且小于涤纶的黏流温度，例如80～120℃的分散液中，所述分散液的浸渍温度处于涤纶纤维的玻璃化温度和高弹态温度之间，所述玻璃化转变温度能够提高所述纤维中大分子的运动，使得结晶区向非结晶区转化，使得非结晶区的空隙变大，使得结晶区与非结晶区之间区域的大分子间的空隙变大；同时分散在石墨烯片层分散液中的石墨烯片层的颗粒进入所述的空隙；随后浸渍过的纤维冷却，使得浸渍过程中进入所述空隙的石墨烯被固定在纤维内部，而因为粒径较大被挡在空隙外部的石墨烯片层会以包覆、贴合，甚至会以部分进入纤维内部，部分位于纤维外部的形式存在。本领域技术人员应该明了，本专利技术所述的纤维内部和纤维外部是本领域公知的概念，也可以理解成组成纤维的大分子在空间聚集形成超分子结构，所述大分子聚集的内部存在结晶区、非结晶区、以及结晶区和非结晶区间的区域；而大分子聚集完毕形成的外侧看做纤维的外部。优选地，所述改性涤纶纤维包括改性涤纶纤维、包含改性涤纶纤维的纱线和包含改性涤纶纤维的织物中的任意1种或至少2种的组合。进一步说，涤纶纤维制品可以是涤纶纤维，可以是涤纶纱线，也可以是涤纶面料；即可以是涤纶纤维浸渍石墨烯溶液，可以是涤纶纱线浸渍石墨烯溶液，可以是涤纶面料浸渍石墨烯溶液。优选地，所述石墨烯片层包括石墨烯、氧化石墨烯、石墨烯衍生物的任意1种或至少2种的混合。优选地，石墨烯包括石墨通过剥离法制备得到，氧化石墨烯通过还原制备得到，石墨通过氧化还原制备得到，含碳气体通过CVD法制备得到，以生物质为原料通过高温裂解法制备得到。优选地，所述氧化石墨烯包括TEMPO体系氧化的石墨烯。TEMPO体系氧化的石墨烯能够将氧化性官能团插入石墨烯内部，提高氧化石墨烯在分散液中的分散均匀性，减少本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改性涤纶纤维，其特征在于，所述改性涤纶纤维的涤纶纤维内部和外部存在石墨烯片层；所述涤纶纤维制品包括涤纶纤维、涤纶纱线或涤纶织物。

【技术特征摘要】
1.一种改性涤纶纤维，其特征在于，所述改性涤纶纤维的涤纶纤维内部和外部存在石墨烯片层；所述涤纶纤维制品包括涤纶纤维、涤纶纱线或涤纶织物。2.如权利要求1所述的改性涤纶纤维，其特征在于，存在于所述改性涤纶纤维外部的石墨烯片层多于存在于改性涤纶纤维内部的石墨烯片层；所述改性涤纶纤维中石墨烯片层的总质量为改性涤纶纤维总质量的0.5～3wt％；所述改性涤纶纤维内部包括纤维的结晶区、非结晶区、以及结晶区与非结晶区之间的间隙；所述改性涤纶纤维内部结晶区存在石墨烯片层，同时所述改性涤纶纤维外...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖国华，汪燕霞，
申请(专利权)人：江阴市博帆化纺有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32